Wassereinsparung und -rückgewinnung in der PCB-Herstellung

Es ist kein Geheimnis, dass die PCB-Herstellung enorme Mengen an Wasser verbraucht – bis zu 264 Milliarden Gallonen pro Jahr. Bis vor kurzem waren Nachhaltigkeitsinitiativen hauptsächlich darauf ausgerichtet, die Kohlenstoffemissionen und den Energieverbrauch zu senken. Die Branche wendet sich jedoch nun der Reduzierung und Wiederverwendung von Wasser zu, um natürliche Ressourcen zu bewahren und einen Beitrag zu einem ausgeglicheneren (und gesundheitssicheren) Planeten zu leisten. Und es wurde höchste Zeit.

Untersuchungen, die vom US Forest Service durchgeführt wurden, haben ergeben, dass fast die Hälfte der 204 Süßwasserbecken in den USA möglicherweise nicht in der Lage sein wird, den monatlichen Wasserbedarf bis 2071 zu decken, wobei Bevölkerungswachstum und Klimawandel als Gründe für den Mangel angeführt werden.

Obwohl große Hersteller ihren Materialabfall und Abwasser bisher schon gemanagt haben, setzen sie sich nun aggressive Ziele und verpflichten sich dazu, um einen bedeutenderen Wandel voranzutreiben.

Amkor Technology hat beispielsweise ein festes Ziel gesetzt: „Derzeit sind unsere wichtigsten Nachhaltigkeitsziele, die Emissionen von Treibhausgasen (GHG), den Wasserverbrauch und die Abfallproduktion bis 2030 um 20% zu reduzieren, ausgehend vom Durchschnitt der Jahre 2018 bis 2020. Wir überwachen unseren Fortschritt kontinuierlich und sind auf dem besten Weg, unsere Ziele zu erreichen“, erklärte HyeJu Lee, Vizepräsidentin für Compliance bei Amkor Technology.

„Wir haben ein umfassendes Wassermanagementprogramm in unseren weltweiten Produktionsstätten implementiert“, sagte Amkors Lee. „Als Teil dieser Bemühungen betreiben wir weiterhin Umkehrosmoseanlagen in unseren Einrichtungen, die es uns ermöglichen, das Prozesswasser zu reinigen und das Wasser in unserem Produktionsprozess wiederzuverwenden. Umkehrosmosesysteme werden mit Elektrodeionisationssystemen (EDI) kombiniert und verwenden weniger als 95% der chemischen Produkte, die in den herkömmlichen Ionenaustauschprozessen verwendet werden. Dies hilft, den Frischwasserverbrauch zu reduzieren, die Wassereffizienz zu verbessern und die Umwelt zu schützen. Wir setzen unsere Bemühungen fort, unseren Wasserverbrauch zu reduzieren und zur Erhaltung der Wasserressourcen beizutragen. Unsere gesamte Wasserentnahmeintensität sank von 2021 bis 2022 um 12%.“

Wie das Beispiel von Amkor zeigt, müssen Organisationen, um Ziele zu erreichen, Nachhaltigkeit in ihre Betriebsmodelle integrieren und in neue, umweltfreundlichere Technologien investieren.

TTM: Eine Fallstudie zur Integration nachhaltigen Wassermanagements

Im Kern des Umweltmanagements von TTM Technologies (einem großen Hersteller von gedruckten Schaltungen) steht seine Umwelterklärung und Umweltpolitik, die Innovation, Bildung, Ausbildung, Kreativität, den Einsatz bewährter Technologie und die Umsetzung solider Praktiken und Verfahren fördert, um die Auswirkungen des Unternehmens auf die Umwelt kontinuierlich zu minimieren.

TTM hat einen abgemessenen, systematischen Ansatz zum nachhaltigen Wassermanagement verfolgt, indem es seine Bemühungen zur Reduzierung des Wasserfußabdrucks in seine bestehenden Betriebsstrukturen eingewoben hat, einschließlich wichtiger Leistungsindikatoren (KPIs), Kapitalplänen und Nachhaltigkeitszielen und misst die Umweltleistung genauso wie die Produktionsleistung und stellt die notwendigen Ressourcen bereit, um den Einsatz natürlicher Ressourcen bei der Herstellung seiner PCBs, elektrischen Baugruppen, Teile und Komponenten zu reduzieren.

TTM hat seine Initiativen zur Reduzierung des Wasserverbrauchs in die folgenden Kategorien unterteilt: Abwasserbehandlung und Systemaktualisierungen, Wasseraufteilung, Reduzierung des Wasserverbrauchs und Regenwasser: zertifizierte Einrichtungen ohne Exposition.

Wie von PCB007 Magazine berichtet, hat TTM im Bereich der Abwasserbehandlung und Systemaktualisierungen schrittweise auf Fällung basierende Abwasserbehandlungssysteme (WWT), die auf chemischen Behandlungsmitteln zur Entfernung von Metallkontaminanten beruhten und wiederverwertbares Material produzierten, das übermäßige Energie und/oder Handhabung zur Rückgewinnung von Metall erforderte, was zusätzliche Kosten verursachte und zu schlechten Renditen führte, zugunsten von selektivem Ionenaustausch ersetzt.

"TTM hat sich für die Abschaffung von chemischen Fällungswasserbehandlungssystemen (Klärbecken, Chargenfällung und Mikrofiltration) zugunsten von selektivem Ionenaustausch entschieden. Die Ionenaustauschsysteme ähneln sehr den Entionisierungswassersystemen, die die meisten Herstellungsprozesse einsetzen, um Produktwasser der richtigen technischen Spezifikation bereitzustellen. Die meisten dieser Ionenaustausch-Wasserbehandlungssysteme werden intern von TTM gebaut, unter Verwendung von industriellen Standardgeräten und Wassertechnologien. Dieser Ansatz bietet einen kleineren, nachhaltigeren Fußabdruck für die gleichen Behandlungsbedürfnisse. Mit der Zeit hat TTM festgestellt, dass diese Behandlungsmethode skalierbar ist und angepasst werden kann, um auf eine erhöhte Produktionskapazität mit der gleichen grundlegenden WWT-Infrastruktur zu reagieren oder diese widerzuspiegeln. Die Auswahl des richtigen Ionenaustauschharzmediums ist der Schlüssel zur Entwicklung eines robusten und wiederholbaren Behandlungsprozesses."

Die ASE-Gruppe: Ein globales Unternehmen mit regionalem Ansatz

Wasserknappheit ist ein wachsendes globales Problem.

Die Halbleiterherstellung verbraucht eine enorme Menge an Wasser; eine einzelne Fabrik kann täglich zig Millionen Gallonen verwenden, was eine massive Belastung für die Wasserressourcen einer Region darstellt. Da Fabriken oft in wasserarmen Regionen liegen, müssen multinationale Unternehmen ihre Bemühungen priorisieren und einen strategischen, regional sensiblen Ansatz verfolgen.

„Im Rahmen unserer ESG-Strategie machen wir weiterhin Fortschritte bei der Einsparung von Wasser“, sagte Lam Researchs Covell. „Im Jahr 2022 haben wir unser Ziel übertroffen, bis 2025 in wasserarmen Regionen ausgehend von einer Basislinie aus dem Jahr 2019 17 Millionen Gallonen Wasser einzusparen. [9] Bei der Festlegung dieses Ziels haben wir den Aqueduct Water Risk Atlas des World Resource Institute verwendet, um zu ermitteln, welche unserer Einrichtungen in wasserarmen Regionen liegen. Bis heute haben wir sechs Standorte in Kalifornien, Südkorea, Indien und Malaysia identifiziert.“

Um die Wassernutzungseffizienz zu erreichen, hat die ASE-Gruppe ihre Maßnahmen an den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen für eine nachhaltige Wirtschaft und Umwelt ausgerichtet und das ISO 46001-System für Wassereffizienzmanagement übernommen. Die Norm hilft dem Unternehmen, eine effiziente und nachhaltige Wassernutzung sicherzustellen, indem sie Anleitung zur Identifizierung und Bewertung von Hauptgefahren und Möglichkeiten zur Infrastrukturverbesserung bietet. Im Jahr 2021 erhielt der Flaggschiff-Fertigungsbetrieb des Unternehmens, ASE Kaohsiung, die ISO 46001-Zertifizierung.

Die Gruppe sagt, dass sie ihre Wasserrecyclingprojekte für ihre Prozesse und Einrichtungen verbessert haben, was die Wiederverwendung von Schneid- und Schleifabwasser, Reinigungswasser, Kondensat aus Klimaanlagen und Regenwasserrecycling umfasste, was zur Wiederverwendung jedes Wassertropfens mehr als 3,5 Mal führte.

Sigma Engineering: Einige der Technologien hinter dem reduzierten Wasserverbrauch

Es sind nicht nur Produktionsstätten, die sich um Wassereinsparung und nachhaltigere PCB-Herstellungspraktiken bemühen. Auch Ausrüstungs- und Materiallieferanten treten verstärkt in Aktion.

Um PCB-Herstellern dabei zu helfen, den Wasserverbrauch zu reduzieren und den Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft zu vollziehen, bietet Sigma Engineering Recycling- und Regenerationssysteme für das Ätzen in der PCB-Industrie an; ihr Oxidationsreaktorsystem für saure Ätzmittel verwendet Sauerstoffgas und ersetzt andere Oxidationsmittel wie Wasserstoffperoxid, Ozon oder Natriumchlorat. Neben den Umweltvorteilen führt Sigma niedrigere Kosten sowie verbesserte Qualität und Sicherheit als Vorteile an.

Das Oxidationsreaktorsystem entfernt gefährliche Abfälle, die durch traditionelle Oxidationsmittel entstehen, reduziert die Kosten für Transport und Handhabung von Abfällen und ermöglicht eine präzise Kontrolle des Redoxpotentials, steilere Flanken und eine verbesserte Toleranz über Temperatur, Cu1, Cu2 und HCl-Konzentration. Indem das Risiko der Erzeugung von Chlorgas, das sonst beim Einsatz von Wasserstoffperoxid auftreten könnte, eliminiert wird, trägt das Oxidationsreaktorsystem zu einem sichereren Arbeitsplatz bei.

Fazit

Sauberes Wasser ist für die Herstellung von Leiterplatten genauso unerlässlich wie für das Leben selbst. Für diejenigen in der PCB-Branche sollte die Reduzierung des Wasserverbrauchs Ihres Unternehmens genauso wichtig sein wie die Reduzierung Ihres CO2-Fußabdrucks. Die Optimierung von Wasseraufbereitungsoptionen und die Einführung neuer Technologien können eine erhöhte Wiederverwendung ermöglichen, die Reinheitsgrade verbessern und helfen, unsere wertvollste Ressource zu schützen.